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Prédiction de la structure des protéines par apprentissage profond

FP

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Félix Pigeon

Résumé de la communication

Le rôle des protéines dans les systèmes biologiques est intimement lié à leur structure tridimensionnelle. Toutefois, un très grand nombre des protéines identifiées par la génomique et la protéomique n’ont pas de structure connue. La prédiction de la structure des protéines est donc d’intérêt fondamental en biologie et en médecine, mais demeure extrêmement difficile à faire en général, étant donné la grande diversité des structures retrouvées dans la nature. Un modèle d’apprentissage profond est développé afin de prédire la structure de protéines mono-domaine uniquement en fonction de leur séquence d’acides aminés. Un réseau de neurones artificiel est entrainé avec 300 000 domaines de la base de données Pfam (divisés en 2000 familles), dont les structures ont été extraites de la base de données ModBase. Ces structures sont classées selon leur degré de difficulté et utilisées graduellement lors de l’entrainement pour faciliter l’apprentissage des structures moins intuitives. La performance du modèle est examinée en fonction de la similarité entre les séquences fournies pour l'entraînement et celles fournies pour le test.

Résumé du colloque

Ce colloque porte sur l’importance du calcul informatique de pointe (CIP) pour le Québec. Dans des domaines comme la dynamique des fluides, la physique ou la chimie numérique, le CIP joue un rôle prépondérant depuis plusieurs décennies et permet par exemple de concevoir des avions plus silencieux et économes. L’utilisation du CIP s’est cependant fortement diversifiée dans les dernières années. On l’utilise pour assurer l’efficacité énergétique de nos entreprises ou encore pour mieux comprendre la diversité des interactions entre les espèces et leurs relations complexes avec l’environnement. En santé, le développement de médicaments s’est grandement accéléré grâce à la modélisation et à la simulation de la dynamique des interactions moléculaires alors que le décodage du génome ouvre la porte à une future médecine personnalisée. En sciences humaines et sociales, on l’utilise pour comprendre les mécanismes de la perception de l’environnement acoustique, pour préparer des archives et des bibliothèques musicales ou pour procéder à l’analyse de textes à grande échelle. Finalement, un autre secteur où le CIP joue un rôle grandissant est l’exploration et l’exploitation de vastes banques de données numériques, que ce soit pour l’étude des médias sociaux ou pour la prise de décision en temps réel. Plusieurs des thèmes mentionnés ci-dessus feront l’objet de présentations lors de notre colloque.

Nous aurons également deux tables rondes qui permettront de discuter du rôle du CIP en dehors des sphères universitaires. Les thèmes abordés sont : les ressources de calcul informatique de pointe et la formation : un enjeu pour le Québec et l’entrepreneuriat de demain : l’innovation et le numérique. Ces tables rondes seront suivies par une session d’affiches où les étudiants faisant appel aux ressources de Calcul Québec présenteront leurs travaux.

Contexte

section icon Thème du congrès 2017 (85e édition) :
Vers de nouveaux sommets
section icon Date : 8 mai 2017

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